台积电 (TSMC) 刚刚正式发布了其 2nm 节点,称为 N2。新工艺将于 2025 年某个时候发布,它将引入一种新的制造技术。根据台积电的预告片,2nm 工艺将比其前身提供纯性能提升,或者在相同功率水平下使用时,将更加节能。

台积电 TSMC 2nm

台积电详细介绍了新的 2N 技术,解释了其架构的内部工作原理。2N 将成为台积电第一个使用环栅场效应晶体管 (GAAFET) 的节点,并将比 N3E 节点增加 1.1 倍的芯片密度。在 2N 发布之前,台积电将推出 3nm 芯片,这些芯片也在 2022 年台积电技术研讨会上被取笑。

3nm 节点将分为五个不同的层,随着每个新版本的发布,晶体管数量都会增加,从而提高芯片的性能和效率。从 N3 开始,台积电随后将发布 N3E(增强型)、N3P(性能增强型)、N3S(密度增强型),最后是“超高性能”N3X。据说首批 3nm 芯片将于今年下半年推出。

虽然 3nm 工艺在发布日期方面离我们更近,但 2nm 更有趣,尽管它还有几年的时间。台积电 2nm 节点的目标似乎很明确——提高每瓦性能以实现更高水平的输出和效率。整个架构有很多值得推荐的地方。我们以 GAA 纳米片晶体管为例。他们有四面被门包围的通道。这将减少泄漏,但通道也可以加宽,从而提高性能。或者,可以缩小通道以优化电力成本。

与当前的 N5 相比,N3 和 N2 都将提供可观的性能提升,并且它们都提供了平衡功耗和每瓦性能的选择。举个例子,将 N3 与 N5 进行比较,可以在原始性能方面获得高达 15% 的增益,并且在相同频率下使用时功耗降低高达 30%。N3E 将使这些数字进一步提高,分别高达 18% 和 34%。

现在,N2 是事情开始变得令人兴奋的地方。当使用与 N3E 节点相同的功耗时,我们可以预期看到高达 15% 的性能提升,如果频率降低到 N3E 提供的水平,N2 将提供高达 30% 的低功耗消耗。

N2 将在哪里使用?它可能会进入各种芯片,包括移动系统级芯片 (SoC)、高级显卡和同样先进的处理器。台积电曾提到,2nm 工艺的特点之一是“小芯片集成”。这意味着许多制造商可能会使用 N2 来利用多芯片封装来将更多的功率封装到他们的芯片中。

较小的流程节点从来都不是坏事。N2 推出后,将为各种硬件提供高性能,包括最好的 CPU 和 GPU,同时优化功耗和散热。但是,在这种情况发生之前,我们将不得不等待。台积电要到 2025 年才会开始量产,因此实际上,我们不太可能在 2026 年之前看到基于 2nm 的设备进入市场。

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